Kunststoffe

Kunststoffe sind Werkstoffe, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen. In einem Makromolekül sind viele kleinere Molekülbausteine, sogenannte Monomere, zu sehr großen Molekülen, den Polymeren verknüpft.

Die Makromoleküle eines Stoffes sind aus einer oder mehreren Struktureinheiten, den sogenannten konstitutionellen Repetiereinheiten oder Wiederholeinheiten, aufgebaut. Das Adjektiv polymer bedeutet entsprechend „aus vielen (gleichen) Teilen aufgebaut“.

Der Großteil der Polymere sind Kunststoffe, allerdings gehören auch zahlreiche natürliche Stoffe zu den Polymeren.

Innerhalb der Kunststoffe differenziert man aufgrund des mechanisch-thermischen Verhaltens in drei Gruppen:

Thermoplaste

Thermoplaste sind Kunststoffe, die aus langen linearen Molekülen bestehen. Durch Energiezufuhr werden diese Materialien beliebig oft weich und formbar (plastisch) und schmelzen schließlich. Sie können durch verschiedene Ur- und Umformverfahren in die gewünschte Form gebracht werden. Nachdem das jeweilige Teil abgekühlt ist, behält es seine Form bei. Dieser Prozess ist somit reversibel (lat. umkehrbar). Ursache für dieses Verhalten sind fadenförmige, lineare Makromoleküle.

Die meisten der heute verwendeten Kunststoffe fallen unter diese Gruppe (Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyester). Für einfache Konsumwaren, Verpackungen etc. werden sie ebenso häufig eingesetzt wie für technische Teile in der Automobil- und Elektroindustrie oder in der Bauindustrie, insbesondere für Dachbahnen, Fensterprofile und Rohre.

Um neue, bisher noch nicht vorhandene Eigenschaften zu erzeugen, können auch zwei oder mehrere (miteinander verträgliche) Thermoplaste vermischt werden (Polyblend).


Teilkristalline Thermoplaste

Amorphe Thermoplaste

PE – Polyethylen

ABS – Acrylnitril-Butadien-Styrol

PP – Polypropylen

PMMA – Polymethylmethacrylat

PA – Polyamid

PS – Polystyrol

PET – Polyethylenterephthalat

PVC – Polyvinylchlorid

Duroplaste

Duroplaste (Duromere) sind Polymere, die in einem Härtungsprozess aus einer Schmelze oder Lösung der Komponenten durch eine Vernetzungsreaktion hervorgehen. Diese irreversible Reaktion wird meist durch Erhitzen bewirkt, kann aber auch durch Oxidationsmittel, energiereiche Strahlung oder Einsatz von Katalysatoren initiiert und beschleunigt werden. Eine Erwärmung von Duroplasten führt nicht zu einer plastischen Verformbarkeit, sondern lediglich zu deren Zersetzung. Ausgehärtete Duroplaste sind meist hart und spröde sowie im weitergehenden Fertigungsprozess nur noch mechanisch bearbeitbar.

In diese Gruppe fallen auch Polyesterharze, Polyurethanharze für Lacke und Oberflächenbeschichtungen und praktisch alle Kunstharze, wie beispielsweise Epoxidharze.

Elastomere

Durch Druck oder Dehnung können Elastomere ihre Form kurzzeitig verändern. Nach Beendigung von Druck oder Dehnung nimmt das Elastomer schnell wieder seine ursprüngliche Form an. Die Elastomere sind weitmaschig vernetzt und daher flexibel. Sie werden beim Erwärmen nicht weich und sind in den meisten Lösemitteln nicht löslich.

Zu den Elastomeren gehören alle Arten von vernetztem Kautschuk. Die Vernetzung erfolgt beispielsweise durch Vulkanisation mit Schwefel, mittels Peroxiden, Metalloxiden oder Bestrahlung.

Elastomere sind Naturkautschuk (NR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Chloropren-Kautschuk (CR), Butadien-Kautschuk (BR) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM).

Thermoplaste

Duroplaste

Elastomere

Polyethylen

Epoxidharze

Styrol-Butadien-Kautschuk

Polypropylen

Aminoplaste

Polyurethan-Weichschaum

Polyvinylchlorid

Polyesterharze

Chloropren-Kautschuk

Polystyrol

Polyurethanharze

Butadien-Kautschuk

Polyamid

Polyacrylate

Naturkautschuk

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